基于酯交換法的植物油中脂肪酸的測(cè)定

◎ 王冉冉，肖 瀟，王慶國(guó)，王 猛，何川川，張 俊，李 菁

（新疆維吾爾自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心衛(wèi)生監(jiān)測(cè)檢驗(yàn)中心，新疆 烏魯木齊 830002）

植物油是從植物的果實(shí)、種子或胚芽中提取得到的一種可食用油脂。植物油是人類(lèi)食品中重要的組成部分，在增加食物的色、香、味方面起著重要的作用，同時(shí)含有人體所需的多種重要營(yíng)養(yǎng)成分，是人體能量的主要來(lái)源。食用油的化學(xué)性質(zhì)和功能主要由其所含的脂肪酸及其在甘油三酯分子中的位置決定。甘油三酯在加熱、酸、堿或脂酶作用下可發(fā)生水解反應(yīng)，最終將得到甘油和各種類(lèi)型的脂肪酸[1-2]。脂肪酸是油脂的最基本組成部分，天然油脂中已鑒定的脂肪酸有500 多種[3]，脂肪酸的組成及配比在很大程度上決定了植物油的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)也是評(píng)定植物油品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[4-7]。

為了更全面地了解新疆維吾爾族自治區(qū)不同地區(qū)各種類(lèi)植物油中脂肪酸的分布情況，本實(shí)驗(yàn)擬采用酯交換法進(jìn)行前處理，采用氣相色譜儀對(duì)采自全自治區(qū)的12 大類(lèi)30 份植物油中的脂肪酸組成和含量進(jìn)行分析測(cè)定，為科學(xué)評(píng)價(jià)食用油的品質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，指導(dǎo)人們合理安排膳食提供依據(jù)，同時(shí)為植物油中脂肪酸的相關(guān)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品

樣本為采自新疆本地的30種植物油（其中菜籽油4種、紅花籽油5種、葵花籽油4種、玉米胚芽油4種、亞麻籽油1種、胡麻油1種、南瓜籽油1種、桃仁油1種、巴旦木油1種、杏仁油1種、葡萄籽油1種、恰瑪古籽油2種、核桃油2種、蘇籽油1種以及斯亞丹油1種）。

1.2 試劑與儀器

甲醇，色譜純（Sigma-aldrich）；異辛烷，色譜純（Dikma-Technologies）；硫酸氫鈉，分析純（上海山浦化工）；氫氧化鉀，分析純（天津市登科化學(xué)試劑-分析純）；37種脂肪酸甲酯混標(biāo)；37種單個(gè)脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品；十一碳酸甘油三酯內(nèi)標(biāo)。

HHS 型恒溫水浴（上海博訊實(shí)業(yè)有限公司）；氮吹儀（Organomation OA-HEATTM）；純水儀（Millipore Integral 5）；離心機(jī)（Thermo D-37520 Osterode）；電子天平（賽多利斯科學(xué)儀器有限公司）；島津氣相色譜儀(2010Plus，具有FID 檢測(cè)器)。

1.3 植物油酯交換甲酯化

稱(chēng)取試樣約60.0 mg 至15 mL 離心管中，精確至 0.1 mg，準(zhǔn)確加入一定體積的內(nèi)標(biāo)溶液。在試樣中加入4 mL異辛烷或正庚烷溶解樣品，需要時(shí)可稍微加熱，使試樣溶解后加入200 μL 氫氧化鉀/甲醇溶液，蓋上蓋子猛烈振搖30 s 后靜置至澄清。加入約1 g 硫酸氫鈉或碳酸氫鈉，猛烈振搖或渦旋中和氫氧化鉀。待鹽沉淀后，5 000 r·min-1離心5 min，將上清溶液轉(zhuǎn)移至進(jìn)樣小瓶中，氣相待測(cè)。

1.4 色譜條件

HP-88 毛細(xì)管色譜柱（100 m× 0.25 mm，0.2 μm）；進(jìn)樣口溫度：260 ℃；檢測(cè)器溫度：280 ℃；程序升溫：初始溫度130 ℃，持續(xù)1 min；130 ～170 ℃，升溫速率6.5 ℃·min-1，保持0 min；170 ～215 ℃，升溫速率2.8 ℃·min-1，保持12 min；215 ～240 ℃，升溫速率2.0℃·min-1，保持12 min；載氣：氮?dú)猓环至鞅?0 ∶1；進(jìn)樣體積：0.5 μL；柱流量：0.65 mL·min-1。

1.5 脂肪酸的鑒定和定量分析

將脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定溶液及試樣測(cè)定溶液分別注入氣相色譜儀，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液和食用油樣品的脂肪酸甲酯進(jìn)行氣相色譜分析后，將得到色譜圖，以色譜峰峰面積定量。試樣中脂肪酸甲酯含量按式（1）計(jì)算：

式中：Xi為試樣中脂肪酸甲酯i的含量，g/100 g；Fi為脂肪酸甲酯i的響應(yīng)因子；Ai為試樣中脂肪酸甲酯i的峰面積；AC11為試樣中加入的內(nèi)標(biāo)物十一碳酸甲酯峰面積；ρC11為十一碳酸甘油三酯濃度，mg·mL-1；VC11為試樣中加入十一碳酸甘油三酯的體積，mL；1.006 7 為十一碳酸甘油三酯轉(zhuǎn)化成十一碳酸甲酯的轉(zhuǎn)換系數(shù)；m為試樣的質(zhì)量，mg；100 為將含量轉(zhuǎn)換為每100 g 試樣中含量的系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)預(yù)處理方法的選擇

國(guó)標(biāo)與文獻(xiàn)中常見(jiàn)的脂肪酸測(cè)定的前處理方法[8-10]為水解法、乙酰氯法、酯交換法，其中水解法與乙酰氯法實(shí)驗(yàn)過(guò)程較為復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，并且由于所使用試劑的毒性（三氟化硼/甲醇、甲苯），長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員健康造成危害。而采用酯交換法既簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)降低了檢測(cè)成本，減少了試劑危害。

2.2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按本次實(shí)驗(yàn)確定的預(yù)處理方法進(jìn)行重復(fù)性與中間精密度實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表1。由表1 可知，本方法有很好的重復(fù)性和中間精密度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性和可靠性的要求。

表1 精密度測(cè)試結(jié)果表

2.3 主要植物油中脂肪酸甲酯色譜圖

南瓜籽油為所測(cè)30種植物油中飽和脂肪酸含量最高的植物油；桃仁油為所測(cè)30種植物油中單不飽和脂肪酸含量最高的植物油；紅花籽油5 為所測(cè)30種植物油中多不飽和脂肪酸含量最高的植物油；恰瑪古籽油2 為所測(cè)30種植物油中花生四烯酸含量最高的植物油，見(jiàn)表2。4種植物油的色譜圖如圖1 ～4 所示。

圖1 南瓜籽油色譜圖

圖3 紅花籽油5 色譜圖

圖4 恰瑪古籽油2 色譜圖

2.4 30種植物油主要脂肪酸分析結(jié)果

由表2 可知，本實(shí)驗(yàn)樣品的主要脂肪酸組成為不飽和脂肪酸，其中油酸以及作為人體必需脂肪酸的亞油酸和α-亞麻酸的含量較高。有研究表明亞油酸和α-亞麻酸可以改善心腦血管疾病，同時(shí)有降血壓、降血脂，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)人體健康十分有益[11-14]。本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的37種脂肪酸，其中包括17種飽和脂肪酸，8種單不飽和脂肪酸，12種多不飽和脂肪酸。不同植物油中主要脂肪酸的種類(lèi)大致相同，但各脂肪酸組分的含量分布特點(diǎn)不同。

表2 30種植物油主要脂肪酸組成結(jié)果表

2.5 單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸的含量分布

如圖5 所示，當(dāng)樣品中單不飽和脂肪酸含量較低時(shí)，多不飽和脂肪酸的含量就較高；當(dāng)樣品中單不飽和脂肪酸含量較高時(shí)，多不飽和脂肪酸的含量就較低；或是試樣中單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸含量相當(dāng)。此次實(shí)驗(yàn)樣品中不飽和脂肪酸的含量為（76.645 ～89.828）g/100 g，其均值為 83.611 g/100 g。

圖5 樣品中的單不飽和脂肪酸與多不飽和脂肪酸分布圖

3 結(jié)論

（1）本文采用酯交換法既簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)過(guò)程，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，同時(shí)降低了檢測(cè)成本，減少了試劑危害。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酯交換法是一種準(zhǔn)確、高效、且穩(wěn)定性較好的檢測(cè)方法。

（2）采用酯交換法、氣相色譜儀測(cè)定了新疆地區(qū)主要的各個(gè)種類(lèi)植物油中的脂肪酸種類(lèi)以及含量分布數(shù)據(jù)，在所測(cè)的植物油樣品中，不飽和脂肪酸含量最高的為恰瑪古籽油2，含量為89.828 g/100 g，不飽和脂肪酸含量最低的為南瓜籽油，含量為76.645 g/100 g，其不飽和脂肪酸含量約為飽和脂肪酸含量的5 倍。不同種類(lèi)的植物油有不同的特點(diǎn)，并具有不同的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，不同人群可根據(jù)自身的需要選擇合適的植物油種類(lèi)。